ФАХВЕРКОВЫЕ СТЕНЫ
Традиционные деревянные фахверковые конструкции в принципе аналогичны современным металлическим каркасным конструкциям, однако последние представляют собой настолько обширную область применения, что в настоящей книге мы не смогли бы коснуться даже незначительной доли вопросов, связанных с использованием металлического каркаса в конструкциях зданий и сооружений. Интересующегося читателя можно адресовать к соответствующей литературе [37].
Фахверком называют, как правило, несущую конструкцию каркаса, заполнение которой делается из ненесущих элементов, например из тонкостенной кладки, легких строительных плит или теплоизоляционных материалов. Деревянные фахверковые стены проектируются и возводятся с соблюдением требований, изложенных в нормах DIN 1052 «Деревянные конструкции. Расчет и производство работ».
Конструктивными элементами деревянного фахверка являются нижняя обвязка, стойка, раскос, верхняя обвязка и ригель (рис. 87).
Нижняя обвязка, связанная с фундаментом (и монолитным перекрытием подвала), образует несущую горизонтальную раму фахверка. Она должна выступать на 2 см над цоколем, ее защита от грунтовой влаги обеспечивается горизонтальной гидроизоляцией (толем).
Стойки связаны с нижней и верхней обвязками, стыки этих элементов осуществляются врубками в шип. Расстояние между стойками обусловлено в большинстве случаев шириной оконного проема (не более 1 м). Продольная жесткость (в плоскости стены) обеспечивается раскосами, которые ставятся между нижней обвязкой и стойкой или между нижней и верхней обвязками. Последний вариант предпочтительнее из-за отсутствия острых углов, которые] влекут за собой ряд сложностей при устройстве заполнения стен.
Ригели устанавливаются в большинстве случаев в уровне подоконников и перемычек и работают на изгиб из плоскости стены (обеспечивая поперечную жесткость конструкции).
Способы соединения отдельных элементов фахверка между собой изложены в соответствующей литературе [20].
В наше время архитекторы ведут спор вокруг проблемы реставрации старых фахверковых построек, разрабатывают средства и способы сохранения старых конструкций, которым грозит разрушение. На рис. 88 показан двухэтажный дом фахверковой конструкции, каркас которого обновлен и импрегнирован, что особенно важно для опорных концов балок, так как торцы их открыты для атмосферных воздействий.
Заполнение фахверка. Слабым местом рассматриваемой конструкции обычно является примыкание кладки к несущей деревянной конструкции, поскольку растворные швы в этих местах имеют различную ширину из-за неровностей кромок деревянных элементов, особенно если древесина при ремонте обтесывалась.
Раствор частично проникает в древесину и с течением времени выкрашивается (рис. 89).
Если во вновь строящихся фахверковых зданиях каркас делают из невысушенной древесины, то упомянутые неприятности усугубляются усушкой древесины поперек волокон. Поэтому выравнивание резко различающихся свойств обоих материалов фахверка — деревянного каркаса и кирпичного (в общем случае) заполнения — по отношению к температурно-влажностным воздействиям следует осуществлять введением промежуточного элемента.
Таким элементом может быть, например, направляющая, которую привинчивают к боковой грани стойки. К ней крепят соединительные анкеры, заделываемые в швы кладки. Вертикальные швы, остающиеся по обеим сторонам направляющей, заполняют поропластовыми шнурами и уплотняют долговечными мастиками, обладающими высокой эластичностью (см. рис. 87, б).
Изучение старых фахверковых построек позволяет сделать вывод о том, что почти всегда разрушение деревянного каркаса начинается с нижней обвязки. Причиной этого является каменный фундамент, который выступает вперед относительно плоскости наружной стены. Дождевая вода и влага от тающего снега скапливаются на этом цокольном выступе и постепенно разрушают древесину нижней обвязки фахверка.
На рис. 90 и 91 показаны детали нижней части фахверковой стены до и после проведения ремонтных операций. В данном случае цоколь здания, выполненный из природного камня, имеет скос наружу, брус нижней обвязки несколько приподнят над цоколем и защищен слоем изоляционного материала (толя). В процессе реставрации здания в шов между цоколем и нижней обвязкой была дополнительно вставлена планка со скосом в верхней части, играющая роль отлива. Пренебрегать устройством нижней обвязки и опирать стойки фахверка непосредственно на бетонную конструкцию фундамента (цоколя) недопустимо. В таких случаях происходит обжатие торцов стоек, в результате чего они расщепляются и трескаются. Под воздействием увлажнения, в частности стекающей по фасаду дождевой воды, и вследствие нарушения структуры древесины в нижней части стойки в ней начинается процесс гниения. На рис. 92 показан подобный дефект фахверковой конструкции.
Устройство узла опирания фахверковой стены на цоколь. Главное условие правильного решения узла основания фахверковой стены — достаточная высота цокольной части здания. Согласно требованиям норм DIN 4117 «Защита зданий и сооружений от грунтовой влаги», минимальная высота цоколя над уровнем отмостки должна составлять 30 см.
В данном случае рекомендуется довести эту высоту до 50 см.
Если фахверковая конструкция предусматривает устройство наружной облицовки фасада, например путем обшивки тесом, то нижняя кромка этой облицовки должна быть ниже уровня гидроизоляции фахверка и играть роль капельника (рис. 93). Теплоизоляционный слой в этом случае крепят на гвоздях с внутренней стороны деревянного каркаса или прижимают рейками к элементам фахверка. Изнутри стена может быть оштукатурена, однако из-за склонности древесины к усадке целесообразнее обшивать стену с внутренней стороны листовым материалом (сухая гипсовая штукатурка). С внутренней стороны теплоизоляционного слоя необходимо предусмотреть пароизоляцию, по крайней мере для помещений с повышенной влажностью.
В качестве наружной облицовки можно применять обшивку из досок, располагаемых горизонтально или вертикально и сплачиваемых в шпунт или в четверть; это требует предварительного ашписептирования применяемой древесины.
Для зданий щитовой конструкции, которые в настоящее время ыироко распространены в одноэтажном сборном жилищном строительстве, предназначено дополнение к нормам DIN 1053 («Проектирование и строительство деревянных домов щитовой конструкции»).
Согласно нормативным требованиям, двустороннею обшивку щитов следует выполнять из древесностружечных или клееных фанерНых плит; если же от щитов требуется высокая устойчивость, следует применять <3ощатую обшивку щитов.
Обследование состояния сборных наружных стен и их облицовок В эксплуатируемых домах щитовой конструкции, проведенное Ганноверским научно-исследовательским институтом по строительству, показало, что стойкость деревянных щитовых наружных стен по отношению к внешним воздействиям зависит от вида клея, примененного для проклейки материала обшивки щитов [38].
Те же исследования подтвердили достаточную устойчивость к атмосферным воздействиям щитов, выполненных из древесностружечных плит со связкой на клеях V 100 и V 100 G, а также клееных фанерных плит с применением клея AW 100.
Опираясь на выводы названного исследования, можно считать, что применение древесностружечных плит и клееной фанеры в качестве обшивочного материала для наружных стен сборно-щитовых домов не вызывает сомнений, если соблюдены следующие условия: цоколь имеет достаточную высоту над уровнем земли (не менее 30 см, но лучше 50 см); швы между щитами не зашпаклеваны, а уплотнены специальными профилями, защищающими их от атмосферных воздействий; клей, применяемый при изготовлении материалов обшивки сборных щитов, соответствует условиям эксплуатации древесноструже- ных и древесноволокнистых плит, а также плит из клееной фанеры; покрытие обшивки из древесностружечных плит выполнено полиэфирными смолами по стеклоткани с последующим оштукатуриванием поверхности растворами на искусственных смолах; покрытие закрывает не только наружную поверхность, но и боковые кромки щита; проветривание наружной древесностружечной плиты осуществляется с помощью вентиляционных отверстий в нижней рейке, размещаемой между облицовкой и наружным слоем обшивки щита.
На рис. 94 показан схематический разрез по наружной стене сборно-щитовой конструкции, выполненной согласно требованиям дополнений к нормам DIN 1052.
А.Грассник, В.Хольцапфель, Бездефектное строительство многоэтажных зданий. — М.: Стройиздат, 1980